Analyse des défauts courants des fusibles à coupure de phase et contre-mesures

En tant que dispositif important de protection contre les surcharges et les courts-circuits sur les lignes de distribution 10 kV, la fiabilité opérationnelle du fusible de chute affecte directement la sécurité et la stabilité du réseau de distribution. Cet article analyse les défauts courants en fonctionnement réel et propose des solutions techniques adaptées.

1. Défauts structurels mécaniques
Système de contact anormal
L'oxydation et l'érosion des contacts sont des problèmes courants. En fonctionnement prolongé, la surface de contact des contacts mobiles et fixes peut oxyder le matériau métallique en raison de la température élevée de l'arc, augmenter la résistance de contact et provoquer une surchauffe locale, voire la fusion accidentelle du fusible. En particulier dans les zones côtières ou industrielles polluées, les embruns salins et les gaz corrosifs peuvent accélérer le processus d'oxydation des contacts.

Défaillance du mécanisme à ressort
Si le ressort de stockage d'énergie subit une rupture par fatigue ou une perte d'élasticité, le tube de fusion chutera moins rapidement. Des études sur site ont montré qu'une diminution de 20 % du nombre effectif de ressorts prolongeait le temps de chute du tube de fusion jusqu'à plus de deux fois la valeur standard, affectant gravement l'efficacité de l'isolation des défauts. Ce phénomène est particulièrement important dans les circuits fréquemment utilisés.

2. Détérioration des performances d'isolation
Vieillissement de la céramique
Lorsque la couche de vernis à la surface du flacon en porcelaine se décolle, des dépôts de saleté peuvent facilement former des canaux conducteurs. Des données expérimentales montrent que lorsque la densité de sel en surface des isolants céramiques dépasse 0,1 mg/cm², leur tension de contournement diminue de 30 à 40 %. Les défauts de type fissures sont plus fréquents dans les régions où les écarts de température sont importants en hiver et sont étroitement liés aux contraintes mécaniques causées par la dilatation et la contraction thermiques.

Carbonisation du tube en fusion
La couche de carbonisation formée sur la paroi interne du tube d'extinction d'arc sous l'action de multiples arcs réduit considérablement la résistance de l'isolation. Lorsque la profondeur de carbonisation dépasse 1/3 de l'épaisseur de la paroi du tube, elle peut déclencher une décharge pénétrante. Selon les statistiques d'une région donnée, le taux de défauts de carbonisation des tubes en fusion en service depuis plus de 5 ans atteint 42 %.

3. Caractéristiques électriques anormales
Décalage des caractéristiques du fusible
Une surcharge prolongée ou des variations de température ambiante peuvent entraîner des modifications de la structure du métal du fusible. Des tests réels ont montré que les fusibles ayant subi plus de 5 cycles de fonctionnement à 80 % du courant nominal peuvent présenter un écart de temps de fusion dépassant de 2 à 3 fois la plage autorisée par les normes CEI.

Diminution de la capacité d'extinction de l'arc
Lorsque le fluide d'extinction devient humide ou insuffisamment rempli, la probabilité de rallumage de l'arc augmente. Des expériences comparatives ont montré que la capacité de récupération du fluide d'extinction de l'arc dont la teneur en humidité dépasse 0,5 % diminue d'environ 60 %, ce qui peut entraîner des défauts secondaires tels que la rupture du tube de fusion.